Дифференциация по размещению блочно-модульных очистительных установок сточных вод в военных городках

Differentiation in the placement of block-modular wastewater treatment plants in military camps

 

Автор: Грачев Андрей Николаевич

ФГБВОУ «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО, Санкт-Петербург, Россия

e-mail: drafchik@mail.ru

Grachev Andrey Nikolaevich

Kirov Military Medical Academy, St. Petersburg, Russia

e-mail: drafchik@mail.ru

 

Аннoтaция. В данной статье ввиду поднятой проблемы водопроводно-канализационого хозяйства Министерства обороны РФ, а также предлагается авторский подход по рассмотрению и последующей разработке технологического блочно-модульного сооружения, предназначенного для очистки сточных вод на военных объектах Вооружённых Сил Российской Федерации. Вместе с тем проведён общий анализ по эффективности работ разрабатываемых блок-модулей на примере очистительных установок военного городка, имеющего своё расположение на территории Западного военного округа.

Annotation. In this article, in view of the raised problem of water supply and sewerage facilities of the Ministry of Defense of the Russian Federation, as well as the author's approach to the consideration and subsequent development of a technological block-modular structure designed for wastewater treatment at military facilities of the Armed Forces of the Russian Federation is proposed. At the same time, a general analysis of the effectiveness of the work of the block modules being developed was carried out on the example of the purification plants of a military camp, which has its location on the territory of the Western Military District.

Ключевые слова: очистительные установки, военный городок, сточные воды.

Keywords: sewage treatment plants, military camp, sewage.

Тематическая рубрика: Технические науки и технологии.

 

Актуальность.

Как известно, технология очистки сточных вод - это основополагающий и важнейший системный признак инженерного оснащения любой военной базы. Безостановочное использование таких технологий - это наиболее важный принцип для сохранения военного потенциала Армии России. Объективные и в то же время актуальные данные о степени использования очистительных устройств на военных объектах Министерства обороны отсутствуют. Озабоченность передачи функций технического обслуживания канализационных сооружений организует установки другим, более формализованным способом во время ввода военных объектов в эксплуатацию. Благодаря бесперебойному совершенствованию систем по очищению сточных вод данная тематика будет актуальной ещё долгое время, а военные городки и части Вооружённых Сил не должны отставать в отношении канализационных сооружений для соответствующих систем.

Цель работы – проанализировать полезность работ проектируемых устройств на примере очистительных установок военного городка, территориально находящегося в Западном военном округе.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Нынешнее состояние очистных сооружений военной инфраструктуры характеризуется физическим и моральным износом конструкций. Технологические ресурсы, надежность, безопасность, присущие проектированию, изготовлению и установке, изнашиваются в процессе длительной и часто ненормальной эксплуатации, а затраты на их обслуживание увеличиваются в рабочем состоянии. По имеющейся информации, перерабатывающие установки объектов Минобороны в настоящее время находятся в худшем состоянии всех коммунальных объектов. Это связано, во-первых, с отсутствием финансирования этой отрасли и, во-вторых, с отсутствием должного контроля качества работы со стороны оперативных организаций.

Решение такой проблемы напрямую зависит от выполнения следующего ряда задач:

- прекратить сброс неочищенных сточных вод, в том числе ливневых, с целью уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду и улучшения экологии в местах расположения военных городков;

- усовершенствование и постройка новых очистительных устройств в сочетании с глубокой утилизацией биологических элементов, внедрением технологий очистки сточных вод и её обеззараживания, которые будут постоянно соответствовать необходимому уровню очистки согласно нормативным требованиями законодательства РФ.

В целом в этих условиях первостепенным вектором развития экономики водоснабжения и санитарии это безостановочное усовершенствование способов очищения сточных вод, переоборудование, апгрейд и возведение новых объектов канализации, при этом не исключая применение экологически безвредных и плодотворных реагентов для очищения вод, привнесение новотехнологичной очистки воды.

На данный момент Министерство обороны разработало программу усовершенствования водопроводных и канализационных сооружений, включающую в себя более чем 400 очистительных устройств для канализации, 201 компрессорную станцию канализации и примерно 2000 километров водоотводных сетей в 81 субъекте Российской Федерации, включая малодоступные районы необъятной страны. В таблице 1, для ознакомления, предоставлен состав актуализированной канализационной сети.

Таблица 1. Объекты и сети водоотводных систем военных городков и частей на территории РФ, требуемые переоснащения

Наименование объектов	Водоотводные системы
	Очистительные устройства, ед	Компрессорные станции, ед	Сети, км
Водопроводные и канализационные сооружения Министерства обороны РФ	439	203	2086

Объем отвода воды в вышеупомянутых водоотводных сооружениях Министерства обороны составляет около 440 миллионов м3/год.

Для осуществления этого проекта перерабатывающие предприятия должны быть разделены на следующие группы в соотношении от их проектных характеристик:

· более 300 тыс. м3/сут;

· от 100 до 300 тыс. м3/сут;

· от 10 до 100 тыс. м3/сут;

· менее 10 тыс. м3/сут.

В военных городках и частях, использующих сточные воды через очистительные установки в соответствии с последней из перечисленных категорий, использование очистных сооружений модульных блоков может стать решением проблемы реконструкции.

Модульные блочные очистные сооружения обычно выполняются в качестве блочных контейнеров для различных условий установки систем жизнеобеспечения.

Его достоинствами являются мобильность, возможность установки как в одном варианте, так и в виде блока, Соединенного стыковочными модулями, а также относительно низкая стоимость по сравнению с реализацией "классической" конструкции очистных сооружений.

Рассмотрим возможность использования такого оборудования, предложенного авторами планирование на примере очистных сооружений военного городка, расположенных на территории Западный военный округ.

Военный городок расположен на берегу Финского залива. Водоснабжение осуществляется в акватории. В случае аварийной ситуации или отказа возможна неудовлетворительная работа нынешнего оборудования очистных сооружений возникновение реальной угрозы для жизни ихтиофауны Персидского залива, возможно чрезмерное изменение качества воды, что угрожает системам отказами водоснабжение населенных пунктов, расположенных в районе дислокации войск.

Численность потребителей коммунальных услуг, а также их расчетные расходы сточных вод указаны в таблице под номером 2. Кроме того, следует отметить, что Финский залив в соответствии с законодательством Российской Федерации является водным объектам второго порядка и верхнего рыболовства, также действует международное право, в частности, международное право Хельсинкская конвенция 15 ноября 2007 года. Договор регулирует уровень очистки сточных вод, эти данные указаны в таблице 3:

Таблица 2. Характеристика сточных вод, поступающих от военного городка

Вид зоны	Время работы, ч	Численность личного состава, чел.	Норма водоотведения л*чел/сут	Расход суточных вод
				Qсут. max м3/сут	Qч.max м3/сут	Qсек.ср. л/сек
Казарма	24	1500	250	492	51,2	14,2

 

          Таблица 3. Требования Хельсинской конвенциии от 15.11.2007 по очистке сточных вод, поступающих в Финский залив

№ п/п	Показатель	Минимальное снижение	Максимальная концентрация на выходе, мг/л
1	Биологическое потребление кислорода. (БПК5)	80 %	15
2	Фосфор (P)общ	80 %	1
3	Азот (N)общ	30 %	35

         

Бытовые сточные воды составляют 488 м3/день. Для очистки бытовых стоков и химический состав объемов, указанных авторами, разработаны и рекомендованы для практической реализации экспериментальной блок-схемы проектирования блочного модуля для применения в процессе переоборудования очистных сооружений военного городка.

Блок-модуль состоит из блока полной биологической очистки, который включает в себя аэротенк, биологический наполнитель с системой аэрации, вторичный отстойник, блок последующей обработки и погружной модуль для дезинфекции ультрафиолетом. Для блочного модуля для размещения компрессорного оборудования и реактивных установок предусмотрен технологический павильон, который расположен на территории города. На территории завода предусмотрен резервуар для носителей, который предназначен для равномерной подачи сточных вод из блока очистных сооружений. Сточные воды после поступления средней воды поступают в вентиляционный резервуар, где происходит окисление загрязняющих веществ активированным шламом. Подача воздуха в вентиляционный резервуар осуществляется через систему аэрации с мелким пузырьком от компрессора. Для обеспечения денитрификации в вентиляционном резервуаре предусмотрен блок биологической загрузки.

Из аэротенка иловая смесь поступает во вторичный отстойник через переливную перегородку. Циркуляция активного ила из вторичного отстойника в аэротенк осуществляется с помощью эрлифта. Откачка избыточного активного ила осуществляется посредством удаления сточных вод из машины, периодически по мере его накопления, что определяется в процессе эксплуатации установки. Для интенсификации процессов удаления фосфатов из сточных вод во вторичную скважину подается коагулирующий реагент с установки Al2(SO4)3.

Из вторичного отстойника биологически очищенные хозяйствненно-сточные воды поступают в постобработку, где на поверхности плавающего заряда образуется биопленка, которая выполняет конечную стадию окисления органических загрязнителей и перенос аммония и нитрита азот к нитрату. Для поддержания концентрации растворенного кислорода в агрегате, а также для регенерации плавучего заряда воздух подается из системы аэрации. Отступление частицы биопленки, осажденные в аэротанке, выполняются с использованием воздушного моста. Дезинфекция очищенных сточных вод осуществляется с использованием погружного УФ-модуля, размещенного в виде трубы. Очищенная и дезинфицированная сточная вода поступает в соединительную камеру, а затем отправляется под действием силы тяжести для слива в зону воды резервуара.

Проведённый анализ в данной статье по применению очитсного сооружения сточных вод в военном городке показал результаты, приведенные в таблице 4:

Таблица 4. Концентрации загрязнений сточных вод до и после очистки на блочно-модульной установке

Наименование параметра	Усреднённые значения		Исполнение условий нормативных документов, позволяющих сброс
Производительность, м3/сут	492
Концентрации загрязнений	Исходная, мг/л	Очищенная, мг/л
БПКполн	260	2,5	Да
Взвешенные вещества	225	7	Да
Азот аммонийный	32,2	0,2	Да
Азот нитритов	-	0,03	Да
Азот нитратов	-	8,5	Да
Фосфор фосфатный	3	0,15	Да
Местонахождение сооружений	Подземное
Корпусный материал сооружений	Стеклопластик

ВЫВОДЫ

Таким образом, применение разработанной блок-схемы установки очистки бытовых и хозяйственных сточных вод допустит очищение сточных воды, попадающие в Финский залив до концентраций загрязняющих веществ, требуемых международным рекомендательным документом и действующим законодательством РФ. Излагаемое научно-техническое решение требует куда меньших финансовых затрат на переоборудование станции очистки сточных вод [7], по сравнению с аналогами, позволяет механизировать процесс эксплуатации устройства и повысить полную эффективность очистных сооружений, используемых для объектов военной инфраструктуры, например в военных городках (до 5 тыс. человек).

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Федеральный закон № 416 «О водоснабжении и водоотведении» от 07.12.2011.

2. Рекомендация 28E/5 «Очистка городских сточных вод» Хельсинской конвенции от 15.11.2007.

3. Мусатов В.И., Макарчук Г.В., Медведева Л.В. Природные и техногенные риски (физикоматематические и прикладные аспекты). 2019.

4. Медведева Л.В., Макарчук Г.В., Мусатов В.И. Проблемы управления рисками в техносфере. 2019.

5. Николаев А.Н. Очистка сточных вод до требований экологических нормативов на сброс в водоемы // ЭКиП: Экология и промышленность России. 2003.

6. Кащеев Р.Л., Чистяков А.Э., Саркисов С.В, Коновалов В.Б. Актуальные проблемы военно-научных исследований. Сборник научных трудов. 2019.

7. Коновалов В.Б., Саркисов С.В., Вакуненков В.А., Мусатов В.И. Вопросы оборонной техники. 2019.